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最初為了實(shí)現(xiàn)首次基因表達(dá)的高清晰、深層組織成像，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的科學(xué)家們曾“編制”細(xì)胞來制造他們自己的造影劑。而他們在《自然醫(yī)學(xué)》四月期刊上發(fā)表的成果則最終為后續(xù)的許多研究工作提供了充分保障，比如,對分子治療這一新領(lǐng)域的潛伏期研究，以及檢測病人體內(nèi)治療基因的傳遞等工作。
“20年來開發(fā)能夠提高核磁共振成像（MRI）對比度造影劑的工作一直是化學(xué)家的事”，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)理學(xué)院生物科學(xué)助理教授Eric Ahrens說，“現(xiàn)在，通過我們的方法，這項(xiàng)工作就轉(zhuǎn)到了生物學(xué)家的手上。我們現(xiàn)在用現(xiàn)成的分子生物學(xué)工具可以使活體細(xì)胞通過基因結(jié)構(gòu)來改變他們的核磁共振成像（MRI）對比度.”
“新的成像方法可以稱之為平臺技術(shù)，適應(yīng)于多種組織類型，而且在與分子治療相關(guān)的潛伏期研究中有廣泛應(yīng)用。” Ahrens說。
Ahrens的這種新方法使用核磁共振成像（MRI）來實(shí)時檢測基因表達(dá)，因?yàn)楹舜殴舱癯上瘢∕RI）不用進(jìn)入深層組織就能夠獲得清晰度很高的圖像，并且不會造成試驗(yàn)動物的死傷，也不需要花人力和財力進(jìn)行分析。
為了刺激活體細(xì)胞產(chǎn)生他們自身的造影劑，Ahrens賦予他們一種能夠產(chǎn)生鐵蛋白形式的基因，鐵蛋白可以將鐵以非毒性形式存儲，其行為類似于納米磁鐵，是核磁共振成像（MRI）的得力“通訊員”。
在磁場或無線電頻率脈沖波的水分子中，氫質(zhì)子發(fā)射出的信號可以被典型的核磁共振成像（MRI）儀探測到并加以分析，然后再將這些信號轉(zhuǎn)換成圖像。而Ahrens研究的核磁共振成像（MRI）“通訊員”可以最大限度地改變磁場，以引起周圍氫質(zhì)子發(fā)射出截然不同的信號，在最終生成的圖像中，便可以通過其間的黑色區(qū)域來表征它的存在。
Ahrens 介紹說，“我們的這項(xiàng)技術(shù)適用于監(jiān)視多種類型組織中的基因表達(dá)，同時可以把“通訊員基因”同其它相關(guān)基因（包括治療癌癥和關(guān)節(jié)炎的基因）聯(lián)系起來，用以探測這些基因在何時何地被表達(dá)”。
據(jù)Ahrens稱，現(xiàn)有的基因表達(dá)成像手段還非常有限，有的不能用于活體生物，有的不能顯示生物體內(nèi)深層細(xì)胞，或者不能提供較高的圖像清晰度，而且那些使用核磁共振成像（MRI）的方法也還沒有得到廣泛的實(shí)際應(yīng)用。
Ahrens和他的同事們構(gòu)造了一種基因攜帶者，或者叫做帶菌者，它能夠攜帶核磁共振成像（MRI）通訊員基因，這種帶菌者被稱作缺陷腺病毒，它能夠隨時進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)，但不會進(jìn)行自身復(fù)制。Ahrens將帶有核磁共振成像（MRI）通訊員基因的帶菌者注射進(jìn)同一組活體老鼠的大腦內(nèi)，同時每月定期觀察核磁共振成像（MRI）通訊員基因的表達(dá)情況。研究說明核磁共振成像（MRI）通訊員基因?qū)鲜蟠竽X沒有明顯的毒性。
這項(xiàng)研究是由匹茲堡生命科學(xué)研究所和美國國家生物醫(yī)學(xué)成像和工程學(xué)院共同資助的，工作中，Ahrens常與匹茲堡大學(xué)助理研究教授William Goins就工作的各個方面相互探討。
Ahrens 是匹茲堡NMR中心生物醫(yī)學(xué)研究組成員，該中心由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)和匹斯堡大學(xué)于1986年共同出資組建，并從1988年就持續(xù)獲得國家健康學(xué)院的資助。匹斯堡NMR中心致力于推進(jìn)動物體的分子、細(xì)胞以及機(jī)能的成像技術(shù)研究。 |
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